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Energía solar es la designación dada a cualquier tipo de captação de energía luminosa (y, en cierto sentido, de la energía térmica) proveniente del sol, y posterior transformación de esa energía captada en alguna forma utilizable por el hombre, sea directamente para calentamiento de agua o aún como energía eléctrica o mecánica .
En su movimiento de traslación alrededor del Sol, la Tierra recibe 1 410 W/m² de energía, medição hecha en una superficie normal (en ángulo recto) con el Sol. De eso, aproximadamente 19% es absorbido por la atmósfera y 35% es reflectido por las nubes. Al pasar por la atmósfera terrestre, la mayor parte de la energía solar está en la forma de luz visible y luz ultravioleta.
Las plantas utilizan directamente esa energía en el proceso de fotossíntese . Nodos usamos esa energía cuando quemamos leña o combustibles minerais. Existen técnicas experimentáis para crear combustible a partir de la absorção de la luz solar en una reacción química de modo similar a la fotossíntese vegetal - pero sin la presencia de estos organismos.
La radiação solar, juntamente con otros recursos secundarios de alimentación, tal como la energía eólica y de las ondas, hidro-electricidad y biomassa, son responsables por gran parte de la energía renovable disponible en la tierra. Sólo una minúscula fracción de la energía solar disponible es utilizada.
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Energía del Sol
La Tierra recibe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) en la zona superior de la atmósfera. De esa radiação, cerca de 30% es reflectida para el espacio, mientras el restante es absorbido por las nubes, mares y masas terrestres. El espectro de la luz solar en la superficie de la Tierra es más difundida en toda la gamma visible e infrarrojo y una pequeña gamma de radiação ultravioleta. [1]
La superficie terrestre, los océanos y atmósfera absorben la radiação solar, y eso aumenta su temperatura. El aire caliente que contiene el agua evaporada de los océanos sube, provocando la circulación y convecção atmosférica. Cuando el aire alcanza una altitud elevada, donde la temperatura es baja, el vapor de agua condensa-si, formando nubes, que posteriormente provocan precipitación sobre la superficie de la Tierra, completando el ciclo del agua. El calor latente de condensação de agua aumenta la convecção, produciendo fenómenos atmosféricos, como el viento, ciclones y anti-ciclones. [2] La luz solar absorbida por los océanos y las masas de tierra mantiene la superficie a una temperatura media de 14 ° C. [3] La fotossíntese de las plantas verdes convierte la energía solar en energía química, que produce alimentos, madera y biomassa a partir del cual los combustibles fósiles son derivados.[4]
El total de energía solar absorbida por la atmósfera terrestre, océanos y las masas de tierra es de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por año. [1]
La energía solar puede ser aprovechado en diferentes niveles en todo el mundo. Consoante la localización geográfica, mientras más cerca del equador, más energía solar puede ser potencialmente captada.[5]
Las áreas de desierto, donde las nubes son bajas y están localizadas en latitudes próximas al equador son más favorables a la captação energía solar.Los desiertos que se encuentran relativamente cerca de zonas de mayor consumo en países desarrollados tienen la sofisticação técnica necesaria para la captura de energía solar realizaciones están cada vez más importante como el Desierto de Mojave (California), donde existe una central de energía solar con una capacidad total de 354 MW. [6][7][8]
En consonancia con un estudio publicado en 2007 por el Consejo Mundial de la Energía, en 2100, 70% de la energía consumida será de origen solar.[9]
Tipos de energía solar
Los métodos de captura de la energía solar se clasifican en directos o indiretos :
- Directo significa que hay sólo una transformación para hacer de la energía solar un tipo de energía utilizable por el hombre. Ejemplos:
- La energía solar alcanza una célula fotovoltaica creando electricidad. (La conversión a partir de células fotovoltaicas es clasificada como directa, a pesar de que la energía eléctrica generada necesitará de nueva conversión - en energía luminosa o mecánica, por ejemplo - para hacerse útil.)
- La energía solar alcanza una superficie oscura y es transformada en calor, que calentará una cantidad de agua , por ejemplo - ese principio es muy utilizado en aquecedores solares.
- Indireto significa que necesitará haber más de una transformación para que surja energía utilizable. Ejemplo: Sistemas que controlan automáticamente cortinas, en consonancia con la disponibilidad de luz del Sol.
También se clasifican en passivos y activos :
- Sistemas passivos son generalmente directos, a pesar de envolver (algunas veces) flujos en convecção, que es técnicamente una conversión de calor en energía mecánica.
- Sistemas activos son sistemas que apelan al auxílio de dispositivos eléctricos, mecánicos o químicos para aumentar la efetividade de la recolecta. Sistemas indiretos son casi siempre también activos.
Ventajas y desvantagens de la energía solar
- Ventajas
- La energía solar no polui durante su uso. La polución decurrente de la fabricación de los equipamientos necesarios para la construcción de los paneles solares es totalmente controlável utilizando las formas de controles existentes actualmente.
- Las centrales necesitan de mantenimiento mínimo.
- Los paneles solares son cada día más potentes a la vez que su coste viene decaindo. Eso hace cada vez más la energía solar una solución económicamente viable.
- La energía solar es excelente en lugares remotos o de difícil acceso, pues su instalación en pequeña escala no obliga la enormes inversiones en líneas de transmisión.
- En países tropicales, como el Brasil, la utilización de la energía solar es viable en prácticamente todo el territorio, y, en locales lejos de los centros de producción energética, su utilización ayuda a disminuir la demanda energética en estos y consecuentemente la pérdida de energía que ocurriría en la transmisión.
- Desvantagens
- Un panel solar consume una cantidad enorme de energía para ser fabricado. La energía para la fabricación de un panel solar puede ser mayor del que la energía generada por él.[10]
- Los precios son muy elevados en relación a los otros medios de energía.
- Existe variación en las cantidades producidas en consonancia con la situación atmosférica (lluvias, nieve), además de que durante la noche no existe producción alguna, lo que obliga a que existan medios de almacenamiento de la energía producida durante el día en locales donde los paneles solares no estén conectados a la red de transmisión de energía.
- Locales en latitudes medias y altas (Ex: Finlandia, Islandia, Nueva Zelândia y Sur de la Argentina y Chile) sufren caídas bruscas de producción durante los meses de invierno debido a la más pequeña disponibilidad diaria de energía solar. Locales con frecuente cobertura de nubes (Curitiba, Londres), tienden a tener variaciones diarias de producción en consonancia con el grado de nebulosidade.
- Las formas de almacenamiento de la energía solar son poco eficientes cuando comparadas, por ejemplo, a los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas), la energía hidroelétrica (agua) y la biomassa (bagaço de la caña o bagaço de la naranja).
A La semejanza de otros países del mundo, en Portugal desde Abril de 2008 un particular puede producir y vender energía eléctrica a la red eléctrica nacional, desde que producida a partir de fuentes renovables. Un sistema de microprodução ocupa cerca de 30 metros cuadrados y permite al particular recibir cerca de 4 mil euros año.
Energía solar en el mundo
En 2004 la capacidad instalada mundial de energía solar era de 2,6 GW, cerca de 18% de la capacidad instalada de Itaipu . Los principales países productores, curiosamente, están situados en latitudes medias y altas. El mayor productor mundial era el Japón (con 1,13 GW instalados), seguido de la Alemania (con 794 MWp) y Estados Unidos (365 MW)[11].
Entró en funcionamiento en 27 de Marzo de 2007 la Céntrico Solar Fotovoltaica de Serpa (CSFS), la mayor unidad del género del Mundo. Queda situada en la clientela de Brinches , Alentejo, Portugal, en una de las áreas de mayor exposición solar de la Europa. Tiene capacidad instalada de 11 MW, suficiente para aprovisionar cerca de ocho mil habitaciones.
Sin embargo está proyectada y ya en fase de construcción otra central con cerca de seis veces la capacidad de producción de esta, también en el Alentejo, en Amareleja, consejo de Moura .
Muy más ambicioso es el proyecto australiano de una central de 154 MW, capaz de satisfacer el consumo de 45 000 casas. Esta se situará en Victoria y se prevé que entre en funcionamiento en 2013, con el primero estágio listo en 2010. La reducción de emisión de gases de estufa conseguida por esta fuente de energía limpia será de 400 000 toneladas por año.
Evolución de la energía solar fotovoltaica
La primera generación fotovoltaica consiste en una capa única y de gran superficie p-n díodo de junção, capaz de generar energía eléctrica utilizable a partir de fuentes de luz con las larguras de onda de la luz solar. Estas células son normalmente hechas utilizando placas de silicio. La primera generación de células constituyen la tecnología dominante en su producción comercial, representando más del 86% del mercado.
La segunda generación de materiales fotovoltaicos está basada en el uso de películas finas de depósitos de semicondutores. La ventaja de utilizar estas películas es a de reducir la cantidad de materiales necesarios para producirlas, así como de costes. Actualmente (2006), existen diferentes tecnologías y materiales semicondutores en investigación o en producción de masa, como el silicio amorfo, silicio poli-cristalino o micro-cristalino, telúrico de cádmio, copper indium selenide/sulfide. Típicamente, las eficiencias de las células solares de películas son bajas cuando comparadas con las de silicio compacto, pero los costes de manufatura son también más bajos, pelo que se puede alcanzar un precio más reducido por watt. Otra ventaja de la reducida masa es el menor soporte que es necesario cuando se colocan los paneles en los telhados y permite arrumá-los y los dispuso en materiales flexibles, como los têxteis.
La tercera generación fotovoltaica es muy diferente de las dos anteriores, definida por utilizar semicondutores que dependan de la junção p-n para separar partículas cargadas por fotogestão. Estos nuevos dispositivos incluyen células fotoelectroquímicas y células de nanocristais.
Ver también
Referencias
- ↑ a b Suministrada por el Google Docs. Página visitada en 2 de Abril de 2010 .
- ↑ Earth Radiation Budget. marine.rutgers.edu. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ Somerville, Richard. Historical Overview of Climate Change Science (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. Página visitada en 2007-09-29.
- ↑ Photosynthesis. photoscience.la.asu.edu. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ Solar Radiation. almashriq.hiof.en el. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ Huge Solar Plants Bloom inDesert . wired.con. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ How Africa's desert sun can bring Europe power. guardian.co.uk. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ Utility Looks te lo Mojave Desert sea Solar Power - NYTimes.con. www.nytimes.com. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ World Energy Council. www.worldenergy.org. Página visitada en 22 de febrero de 2010.
- ↑ University of California, Berkeley (2008, February 22). Cloudy Outlook Sea Solar Panels: Costs Substantially Eclipse Benefits, Study Shows. ScienceDaily. Retrieved September 23, 2009, from http://www.sciencedaily.com /releases/2008/02/080220224901.htm
- ↑ Informe de la Agencia Internacional de Energía
Conexiones externas
- Documentación en Energía Solar (en portugués)
- Proyecto brasileño da esperanzas al futuro de la energía solar (en portugués)
- Célula solar bate récord de eficiencia (42,8%) y puede viabilizar energía solar (en portugués)
- Producción de hidrogênio utilizando energía solar alcanza 70% de eficiencia (en portugués)
- Bacteria que convierte luz en energía es descubierta en los Estados Unidos (en portugués)
- Información sobre Energía Solar (en portugués)
